比亚迪唐电动四驱技术研判:民用军用前途无量

列宁格勒

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2014年北京车展惊艳亮相的比亚迪混动SUV唐,因搭载了原创研发和制造的电动四驱技术而受到各方关注。这套电动四驱技术,是在比亚迪已经量产并销售的混动车秦的驱动模块基础上添加了电动后驱动桥以及综合控制系统得来。

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比亚迪混动SUV车型唐采用2台电机1台增压发动机和电池组件匹配的混动四驱平台。

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唐的前部动力总成由2.0Ti直喷增压发动机与电动机和双离合变速器构成,负责驱动前轮并未为整车提供动力(包括为电池充电和后轮电机提供能量)。

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唐的后部动力由一台电动机构成,直接作用在后差速器内为后轮提供动力。

就在本届车展开幕之前,笔者已经对这款电动四驱车进行了简单的测试。从账面数据来看,唐搭载了1台2.0Ti增压直喷发动机和2台电动机,增压发动机与1台电动机位于前部发动机舱内,为前轮提供直接动力并可为整车充电。另1台电动机位于后驱动桥差速器一侧,通过车身中部电池组件获取电力驱动后轮。或者可以将唐的驱动形式看做是一台车上安装了两套相对独立的驱动系统:前轮混动后轮电动。这样的架构最大好处是省去了复杂的机械四驱系统(前差速器、前传动轴、分动器、后传动轴)。但凡工业设计就会有得有失,舍去了复杂的机械四驱系统,却要在电动机性能、电池组件放电效率以及最为关键的前后桥轮速差、协调性以及整车姿态控制系统上做到毫无差错。

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长城的混动四驱技术平台自2011年推出后就杳无音信。

其实这种四驱系统解决方案并不是比亚迪首创,但绝对是比亚迪率先将其完善并搭载到即将量产车上。2012年北京车展,长城就展示了类似的解决方案。1.5T发动机与1台电动机关联驱动前轮,电池组件置于车身下,另一台电动机负责后桥驱动。无论是动力布局还是四驱系统解决理念都与比亚迪唐的四驱解决方案高度相似。但是至今这套系统仍然算是长城的技术储备之一。或许长城更青睐在传统机械式四驱海洋中畅游,在本届车展这套混动四驱系统竟然没有露面,反而继续狂推H8\H9等传统四驱SUV车型。

现在,比亚迪在主打新能源技术车辆应用的同时,对较为超前的新技术应用的狂热劲头不亚于当初孤注一掷上马双离合变速器时状态。但是技术的研发与实际应用必须遵循严谨的科学规则。投入大量人力物力和金钱研发,在经过几轮实际论证与测试,才能最终获得初步的实际成果。

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唐的后轮驱动系统并没有采用轮毂电机,而继续使用传统的驱动半轴从后差速器获取动力。唐的四驱系统匹配了近似于奇骏的电子系统通过检测轮速差匹配制动分泵来提升唐的四驱能力。

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唐的行驶模式与混动秦高度相似,唯独唐多了四驱模式。

那么比亚迪的混动四驱技术是否成熟?是否具备市场实际应用呢?答案是肯定的,前驱的2.0Ti缸内直喷增压发动机已经装车成为速锐和S7的动力首选。与之匹配的那台电动机更是混动车秦的标配,6前速双离合变速器应用在速锐、思锐上市销售2年时间。后桥驱动电机是在前驱动电机基础上修改而来,将转速适当降低至7500转/分,后差速器则被减速机取代。比亚迪的电动四驱系统(或者说是车辆运行模式)可以被看做5种模式:

1、传统的发动机前轮驱动模式:采用发动机直接将动力传动给前轮。

2、纯电动状态的前轮驱动模式:采用前电动机驱动前轮。

3、发动机与电动机共同驱动前轮模式:发动机与电动机同时输出动力驱动前轮,这样的工作模式更好像是一台高底盘的秦在行驶。

4、纯电动状态的后轮驱动模式:由电池供电至后电机驱动后轮行驶。

5、传统发动机和前后电机共同作用四驱模式:最强动力输出4轮驱动行驶。

从以上这几种行驶模式中不难看出,无论是前驱还是后驱都相对唐而言都很简单,尤其是在纯电动e6、混动的秦量产后,从技术上对比亚迪都不存在节点。唯独是车辆行驶姿态系统对四驱系统的掌控是否可靠,将是比亚迪所面临的最大考验。

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上图是位于唐中部的电池组件特写。因为要协调来自不同动力源的前后驱动桥的动作,无论是电力输出还是电动机运作都是一个难点。最先推出此种概念的长城汽车就是在车身姿态协调上遇到了不可逾越的问题而功亏一篑。

通过2012年至今笔者从几方获悉信息碎片拼接分析认为,比亚迪在混动四驱项目的研发始于2010年甚至2009年早些时候。这个项目的启动只带有预研目的,并没有一个应用于整车上的时间规划。在2010年某强力部门在研制电动四驱车辆项目遇到了严重的瓶颈,四轮轮毂电机在释放最大扭矩时,电池能量的输出不能很好与其配合,导致车辆因出现轮速差(4轮电机各转速与车辆整体姿态上不匹配)而导致行驶困难甚至翻车。因当时使用的轮毂电动机与电池组件分别是两方厂家提供,且车辆姿态控制系统由某车辆研究所匹配。最终问题还是通过将轮毂电机生产上更换为与磷酸铁电池相同的供应商,并通过这家供应商“巧妙”的提供了部分技术支持后解决了相关问题。

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上图中左侧为2010年早些时候试验的混动版勇士,右侧为2008年推出的智能遥控无人驾驶版勇士。北汽有限一直在混动领域内尝试自行推出相关产品以便技术储备。可是在开发过程中,被电池技术以及传动系统的不足所阻碍,最终整个项目被接管。

2008年开始立项的混动军车项目,原本在北汽勇士基础上进行修改。将燃料电池与柴油机相关联,以便获得更优秀的续航里程和非柴油机动力输出模式下静音、行驶抑热等技战术目标。经过几轮修改3年时间反复立项,这个项目最终决定使用轮毂单机和磷酸铁电池为动力输出源,而车型依然采用北汽勇士当然在车辆悬架和整车结构上做出了大量的修改。

在拥有电动四驱车西北高原地区不亚于X万公里实际路测的技术储备与整体控制经验后,这家年轻车厂的研发部门实际上已经拥有了对电动四驱/6驱的民用生产能力。再来看看唐的混动四驱技术,究其根本还是在传统平台上改进的四驱系统,但与基于4台轮毂电机以及1套电池组件搭载的电动四驱系统有着千丝万缕的关系。不可置否,唐的四驱系统技术含量明显弱于这款电动四驱车。有理由相信,比亚迪对唐的四驱系统的信心来自于对电动四驱系统的二次改进和研发。而最重要的轮毂电机小型化、轻量化以及低辐射的抑制都在不同程度上获得认可,其各项技术参数已经满足民用标准,当然在成本管控上还有待提升。

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在比亚迪第首款SUV车型S6基础上改款的S7,第一次引入自己研发生产电子四驱系统,而这只是一种过渡的姿态,最终电动四驱系统将会装备到思锐的后续车型以及箱货M3上。

作为一个造电池出身的民营汽车厂商,比亚迪的掌门人经常做出令人出乎意料的决断。从第一代混动F3DM的下线、e6、秦、K9、M3、唐以及电动叉车的推出,似乎让人捉摸不透这家企业的研发轨迹到底基于什么样的指导思想。在传统车上比亚迪第一款四驱SUV车型S7已经亮相,2014年底即将进入中国市场。在新能源车上搭载2台电机1台发动机的混动四驱唐的上市,说明比亚迪在看好中国新能源市场的同时,已经着手将民用电动车辆技术延伸到全地形特种车辆上。

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新能源汽车只是比亚迪光伏产业链中的一部分。但是在储能上的研发和产出直接关联着电动车的推广和应用。可在未来建立自己的电动车换电体系赢得最大商机。

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奥迪TT的混动车四驱版,应用的架构与唐相似,唯独在悬架细节上以及电池位置上有所不同。

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2012年,现代公司联合雷欧公司为南韩陆军研发了一款6轮重型混动步兵突击车,采用了现代公司与三星共同生产的锂离子电池以及轮毂电机作为主要动力源,一款基于起亚的直列6缸采油机辅助动力系统。此款测试车目前正在做环境适应性测试。

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日本的丰田、三菱以及富士(中岛)重工一直在对新能源产业进行大量投入,NTN公司在轮毂电机小型化以及线束传递能量低损耗方面获得丰田的首肯。现在丰田为首的几大军工厂,毫不犹豫的将燃料电池技术作为军转民的技术攻坚突破口。

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美军的“影子”高机动混动电战车开始进入密集的测试阶段。在纯电动状态下以50公里/小时速度可行驶超过758公里,电磁辐射与红外热量抑制完全具备在寒区作战标准并可装载到V-22鱼鹰偏转旋翼飞机空运。

从近两年比亚迪的研发领域的扩展速度和规模上不能看出,这家企业已经在新能源(光伏)全行业上投入重资并进行技术研发。看似无关紧要的电动四驱技术的投入其背后代表着,更先进的相关技术的储备达到了试生产的状态。笔者试预判:2年后比亚迪或将推出在基础材料上进行革新的第3代铁电池,在质量与能量密度上再上台阶。或将可匹配至跨行业的航天航海等对外形尺寸单位重量有特殊要求的载具上。搭载到车辆上的电传动技术,将有别于目前的电动四驱系统更加成熟和稳定。尤其可满足多兵种的技战术要求,并可部署至高海拔的西藏、青海新疆以及多雪的东北和多雨的广西云贵等地区。在民用市场上比亚迪电动四驱系统或将会成本、技术与可靠性上获得更好的平衡。

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在笔者看来,比亚迪混动唐的电动四驱技术的成熟,意味着中国军队特种车辆的多轴驱动载具多了几套另类的解决方案。五论是轻型还是重型越野载具,除了发动机是薄弱点再就是多轴联合驱动系统(超过4轴的全轮动力传动系统)是被忽略的重点,因为制造多轴分动器技术不过关(或者说是基础工艺不足),导致中国军队8、9、10甚至12轴重型载具传动系统工作效率低下,全寿命周期较短,最终导致整车油耗过高等问题出现。在轮边电机匹配电池组件作为动力源搭载到轻型载具,可在性能与重量以及成本上获得可接受的技战术指标,但要放到多轴驱动的重型载具上,恐怕其成本就要大幅上升。当然目前通过自主车厂的技术储备,将低速柴油机作为动力源,为电动机提供动力发电后通过电池存储并驱动8/10/12轮边电机(根据驱动轴或轮边电机功率匹配不同级别的柴油机)。这种另类的插电混动多轴传动解决方案,其实就是近乎唐的混动四驱,唯独是轴间驱动电机被独立的轮边驱动电机取代,发动机不参与车辆直接传动,而是只负责为电池充电纯电推进。既减少了机械部件数量降低噪音和磨损,又可适当减少电池组件重量并保持有效行驶里程和多种驱动形式。

横向对比欧美日车厂相关技术的发展已经处于前沿状态。在传统车辆技术领域内,无论是内燃机效率的提升,还是基础工艺的发展再到个体车厂的对技术研发的投入,中国汽车工业都处于越落越远的状态。不可否认有些车厂在技术研发上投以重金,但是最终结果却因各方因素左右后面目全非。现在各国都在极力在新能源技术上抢占制高点获取终极话语权,为的就是在尚未形成量的受众群体之前,获得各方阶层的认可并由此转化成为巨大的经济利益。现阶段的比亚迪在2次扛起“弯道超车”的大旗后,推向市场多款应用电池电动技术的新车型,看似轻松简单,实际上是5年甚至更长时间持续不断的投入后所获得的结果。纵向对比国内的车厂,也已经开始发力于新能源车辆的研发,但无论是资金和人员的投入都有待提高。

作者:列宁格勒

来源:第一电动网

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